Точненный тепловой и гидравлический расчет участка

газопровода между двумя КС

Принимаем в качестве первого приближения значения коэффициента гидравлического сопротивления λ, средней температуры Т_ср и коэффициента сжимаемости газа Z_ср из первого этапа вычислений:

Определяем значение , давление в конце участка:

(20)

Определяем среднее давление:

Определяем среднее значение приведенного давления и температуры :

Удельная теплоемкость газа:

(21)

Коэффициент Джоуля-Томпсона:

(22)

Рассчитываем коэффициент :

(23)

Вычисляем значение средней температуры с учетом теплообмена с окружающей средой и коэффициента Джоуля-Томпсона:

(24)

Вычисляем уточненные значения приведенной температуры и коэффициента сжимаемости :

Z_ср = 1-(0,0241*р_пр /(1-1.68*Т_пр+0.78*Т_пр² +0.0107*Т_пр³))

Рассчитываем коэффициент динамической вязкости и число Рейнольдса :

(25)

Рассчитаем число Рейнольдса по формуле:

(26)

Вычислим коэффициенты и :

Конечное давление во втором приближении :

Относительная погрешность определяется по формуле

(27)

Сравниваем полученный результат с предыдущим значением и если он отличается менее чем на 5% продолжаем расчет и принимаем окончательное значение , если более повторяем расчет, меняя приближения

Результаты расчетов приводим в таблицу.

Таблица 2

результаты уточненного расчета

Наименование расчетного параметра	Первое приближение
Конечное давление ,МПа
Среднее давление ,МПа
Приведенная температура
Приведенное давление
Теплоемкость газа ,кДж/(кг*К)
Коэффициент Джоуля-Томпсона ,К/МПа
Параметр
Средняя температура ,К
Средний коэффициент сжимаемости
Динамическая вязкость газа ,Па*с
Число Рейнольдса Re
Коэффициент сопротивления трения
Коэффициент гидравлического сопротивления
Конечное давление ,МПа
Относительная погрешность по давлению ,%

Уточняем среднее давление:

Определяем конечную температуру газа:

2.5 Выбор типа ГПА и расчет режима работы КС

В соответствии с проведенными расчетами выбираем и обосновываем газотурбинный агрегат.

По результатам теплового и гидравлического расчета линейного участка определим давление и температуру газа на входе в центробежный нагнетатель:

Вычисляем значения температуры и давления, приведенные к условиям всасывания при и по формулам:

Рассчитаем коэффициент сжимаемости по формуле:

Z_ср = 1-(0,0241*р_пр /(1-1.68*Т_пр+0.78*Т_пр² +0.0107*Т_пр³))

Определим плотность газа по формуле:

(28)

Вычислим требуемое количество нагнетателей по формуле:

(29)

Рассчитаем производительность нагнетателя по формуле:

(30)

Задаваясь несколькими значениями оборотов ротора в диапазоне возможных частот вращения ГПА, определяем и . Результаты вычислений приводим в таблицу.

Таблица 3-

результаты расчета Q_пр и ( )_пр

Частота вращения

Вычисляем требуемую степень повышения давления по формуле:

(31)

Полученные точки Q_пр - [n/n_н]_пр наносятся на характеристику нагнетателя и соединяются линией режимов.

По характеристике нагнетателя определяем расчетные значения приведенных параметров. Проведем горизонтальную линию из е до линии режимов и найдем точку пересечения.

Восстанавливая перпендикуляр из этой точки до пересечения с горизонтальной осью, находим, Q_пр, м³/мин. Аналогично определяем n_пол=808 и [N_i/свс]_пр =кВт/(кг/м³).

Определим расчетную частоту вращения вала нагнетателя по формуле:

(32)

Рассчитаем внутреннюю мощность, потребляемую ЦН по формуле:

(33)

С учетом, что механические потери мощности составляют 1% от номинальной мощности ГТУ, определяем мощность на муфте привода:

(34)

Вычисляем располагаемую мощность ГТУ ГПА-Ц-16/76 по формуле:

(35)

Проверяем условие. Условие N_i < выполняется.

Рассчитываем температуру газа на выходе ЦН по формуле :

, К (36)

Сделать вывод о целесообразности выбора ГТА и количестве компрессорных станций.

Таблица 4